[发明专利]中和方法

说明书

本发明涉及一种烯属不饱和羧酸的中和方法，其中将预中和溶液分成至少两个部分溶液，并且将至少一个部分溶液后处理以形成具有不同中和度和/或固体含量的部分溶液，以及涉及一种用于进行该方法的设备。

本发明的其他实施方案可由权力要求和说明书中得到。应当理解不偏离本发明的范围上文提到的和将在下文更特别描述的本发明的主题特征不仅可应用于所指出的具体组合，也可应用于其他组合。

吸水性聚合物尤其为(共)聚合的亲水性单体的聚合物，一种或多种亲水性单体在适合的接枝基上的接枝(共)聚合物，交联纤维素或淀粉醚，交联的羧甲基纤维素，部分交联的聚氧化烯或可溶胀于含水流体的天然产物例如瓜耳胶衍生物，优选基于部分中和的丙烯酸的吸水性聚合物。这种聚合物作为吸收水溶液的产物用于生产尿布、棉塞、卫生巾和其他卫生制品，还作为保水剂用于商品蔬菜种植业。

吸水性聚合物的制备例如描述于专论“Modern SuperabsorbentPolymer Technology”，F.L.Buchholz and A.T.Graham，Wiley-VCH，1998，或Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第6版，第35卷，第73-103页中。优选的制备方法为溶液或凝胶聚合。在此技术中，首先制备单体混合物并分批中和，然后转移至聚合反应器，或首先基本上装入聚合反应器内。在其后的分批或连续方法中，进行反应以得到聚合物凝胶，该聚合物凝胶在搅拌聚合的情况下已成磨碎形式。随后将聚合物凝胶干燥，磨碎并筛分，然后转移至进一步表面处理。

连续聚合方法形成例如WO 01/38402的基础，其中将单体水溶液连续供入具有至少两个轴向平行旋转轴的混合捏合机。

连续凝胶聚合也由WO 03/004237、WO03/022896和WO 01/016197中已知。

在连续和分批聚合中，在预中和的情况下将丙烯酸分批中和。通常计量加入反应物(丙烯酸、水、任选共聚单体和氢氧化钠溶液)并在溶液聚合的情况下在聚合反应器中分批混合。在此步骤中，聚合的其余期间以及期望的聚合物性能设置至非常基本的程度。基础聚合物的交联度和中和度通常在此步骤中确定。单体的中和度为0-80摩尔％。在酸性聚合的情况下，产生的聚合物凝胶通常通过将氢氧化钠或碳酸钠溶液加入酸性聚合物凝胶中并将其掺入而然后中和至50-80摩尔％，优选60-75摩尔％。

中和方法例如描述于EP-A 0 372 706、EP-A 0 574 260和WO 03/051415中。

EP-A 0 372 706描述了三阶段中和方法，其中在第一阶段中同时计量加入丙烯酸和氢氧化钠溶液使得保持中和度为75-100摩尔％，在第二阶段中使中和度上升至100.1-110摩尔％以便水解作为杂质存在于所用丙烯酸中的二丙烯酸，在第三个阶段中通过加入其他丙烯酸确定20-100摩尔％的中和度。

EP-A 0 574 260在第7页第38-41行公开了在中和中有利地首先装入氢氧化钠溶液并随后冷却下加入丙烯酸。

WO 03/051415教导了一种制备吸水性聚合物的方法，其中单体溶液的最低温度为40℃。

已知丙烯酸的反应性非常极大不同于它的盐，这就是为什么聚合过程极大取决于它进行时的pH。在专论“Modern Superabsorbent PolymerTechnology”，F.L.Buchholz and A.T.Graham，Wiley-VCH，1998，或Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第6版，第35卷，第35页的图解说明中，聚合率作为pH的函数作图。根据这个，聚合率在6-7的pH下通过最小值。然而，这相应于通常在可出售产品中所需的pH。此行为通过在盐形式的带电单体与成长中的自由基链之间发生的静电排斥反应来解释，该反应在非常基本上未离解丙烯酸的情况下不存在，其导致反应的减缓。

还已知未中和的丙烯酸可比预中和体系更容易聚合。然而，在上升的单体浓度的情况下，此区别降低，这尤其是由于更高的单体浓度抑制丙烯酸盐的离解。

为考虑反应机理的所有这些细节，通常在进行反应中存在折衷。

通常，丙烯酸的中和度实际上在它进入连续聚合之前确定。中和分批进行。分批中和的优点是可在温度控制下计量加入丙烯酸和/或氢氧化钠溶液。这防止混合物容器中的过度加热和不想要的聚合。中和度根据聚合条件和所需的吸收性能选择，并且如果需要的话在通常在聚合物凝胶上进行的随后中和中校正。